Identification of cryptic species in allopatric populations of Hypostomus tietensis (Siluriformes: Loricariidae) through cytogenetics analyses

Hypostomus is the most specious genus of Hypostominae, composed of several species with high intraspecific morphological and color pattern variation, making their identification a complex issue. One of the species with problematic identification is Hypostomus tietensis that was described from a single specimen, resulting in uncertainties about its color pattern and correct identification. To assist in this context, cytogenetic analyzes were carried out in three putative populations of H. tietensis from the Upper Paraná River basin, one of them from the type locality. The three populations showed considerable cytogenetic differences, with 2n = 72 chromosomes for the population from the type locality and 2n = 76 chromosomes for the others. Terminal NORs were detected (Ag- and 18S rDNA-FISH), being simple for the type locality population (acrocentric pair 23, long arm) and the Pirapó River (subtelocentric pair 11, short arm), and multiple for Do Campo River (subtelocentric pairs 11 and 12, short and long arm, respectively). C-banding was efficient in differentiating the type locality population from the others. Cytogenetic data revealed that populations from Pirapó and Do Campo rivers, although treated until now as Hypostomus aff. tietensis, represent a cryptic species, and those morphological analyses are necessary to differentiate and for describing this new species.(AU)

Hypostomus é o gênero mais especioso de Hypostominae, composto por várias espécies com uma alta variação tanto morfológica, como no padrão de coloração intraespecífica, tornando sua identificação uma questão complexa. Uma das espécies com identificação complexa é Hypostomus tietensis, a qual foi descrita a partir de um único espécime, resultando em incertezas sobre o seu padrão de cor e identificação. Para auxiliar nesse contexto, análises citogenéticas foram realizadas em três populações putativas de H. tietensis da bacia do Alto rio Paraná, sendo uma delas da localidade tipo. As três populações apresentaram diferenças citogenéticas consideráveis, com 2n = 72 cromossomos para a população da localidade tipo e as demais com 2n = 76. RONs terminais foram detectadas (Ag- e FISH-DNAr 18S), sendo simples para a população da localidade tipo (par acrocêntrico 23, braço longo) e do rio Pirapó (par subtelocêntrico 11, braço curto) e múltiplas para rio Do Campo (pares subtelocêntricos 11 e 12, braço curto e longo, respectivamente), confirmado pela FISH-DNAr 18S. O bandamento C foi eficiente em diferenciar a população da localidade tipo das demais. Os dados citogenéticos revelaram que as populações dos rios Pirapó e do rio Do Campo, embora tratadas até agora como Hypostomus aff. tietensis, representam uma espécie críptica, e que análises morfológicas são necessárias para diferenciar e descrever esta nova espécie.(AU)

High rDNA polymorphisms in Astyanax lacustris (Characiformes: Characidae): new insights about the cryptic diversity in A. bimaculatus species complex with emphasis on the Paraná River basin

This study aimed to identify species of Astyanax bimaculatus group from four Itaipu Reservoir tributaries (Paraná River Basin) by cytogenetics and molecular markers (COI) to investigate the possible occurrence of cryptic diversity in part of this basin. The four populations showed only one karyotype formula and simple AgNORs. FISH with 18S rDNA probe showed a high variation, and 5S rDNA probes evidenced simple sites in most of the specimens, although multiple sites are present in two specimens. The variations of 5S and 18S cistrons generated 13 cytotypes. The molecular data did not reveal cryptic diversity in the populations; however, its grouping with 82 sequences from other stretches of the Paraná River Basin originated three haplogroups (distances of 3.12% and 8.82%) and 33 haplotypes were identified. DNA Barcode suggests that cytogenetic variations represent a high polymorphism degree, and it identified the analyzed specimens as Astyanax lacustris, which confirms the morphological identification. Our data suggest that the cryptic diversity of this group in the tributaries of the Paraná River Basin is different than the proposed by the synonymizations of A. altiparanae and A. asuncionensis to A. lacustris. This study reinforces the importance of integrative cytogenetics and molecular methods for taxonomy.(AU)

Este trabalho teve como objetivo identificar espécies do complexo Astyanax bimaculatus de quatro afluentes do reservatório de Itaipu (bacia do Rio Paraná) por métodos citogenéticos e moleculares (COI), investigando a possibilidade de ocorrência de diversidade críptica em parte desta bacia. As quatro populações apresentaram apenas uma fórmula cariotípica e AgNORs simples. A FISH com rDNA 18S apresentou alto grau de variação e as sondas de rDNA 5S evidenciaram sítios simples na maioria dos exemplares, embora sítios múltiplos tenham sido evidenciados em dois espécimes. As variações dos cistrons 5S e 18S geraram 13 citótipos. Os dados moleculares não revelaram diversidade críptica nas populações, entretanto, seu agrupamento com 82 sequências de outros trechos da mesma bacia formou três haplogrupos (distâncias de 3,12% e 8,82%) e gerou 33 haplótipos. O DNA Barcode sugere que as variações citogenéticas representam um alto grau de polimorfismo e identificou os espécimes analisados como Astyanax lacustris, confirmando a identificação por caracteres morfológicos. Nossos dados sugerem que a diversidade críptica do grupo nos afluentes da bacia do Rio Paraná é diferente do proposto pelas sinonimizações de A. altiparanae e A. asuncionensis para A. lacustris, reforçando a importância da integração de métodos citogenéticos e moleculares para a taxonomia.(AU)

Tracking the evolutionary pathways among Brazilian Lebiasina species (Teleostei: Lebiasinidae): a chromosomal and genomic comparative investigation

Despite several difficulties in chromosomal analyses of small-sized fishes, the cytogenetics of the Lebiasinidae was largely improved in the last years, showing differential patterns in the chromosomal evolution inside the family. In this context, it has been shown that genus Lebiasina preserves its karyotypic macrostructure, composed of 2n = 36 chromosomes, whereas the other genera generally present higher 2n. This study focused on the comparative cytogenetics of three Lebiasina species, one of them analyzed here for the first time, using conventional and molecular procedures. The results reinforced the differentiated evolutionary path of the genus Lebiasina while, at the same time, highlighted the genomic particularities that have accompanied the evolution of each species. In this sense, the repetitive components of the genome played a significant role in the differentiation of each species. It is also notable that L. minuta and L. melanoguttata, the two species that occur exclusively in the Brazilian territory, show greater chromosomal similarities to each other than to the trans-Andean sister species, L. bimaculata.(AU)

Apesar das dificuldades encontradas em se realizar análises cromossômicas em peixes de pequeno porte, os estudos citogenéticos em Lebiasinidae vêm crescendo nos últimos anos e demonstrando padrões diferenciados na evolução cromossômica entre os membros da família. Nesse contexto, o gênero Lebiasina tem mostrado preservar sua macroestrutura cariotípica, composta por 2n = 36 cromossomos, enquanto os demais gêneros geralmente apresentam 2n maiores. Este estudo tem como foco a citogenética comparativa de três espécies de Lebiasina, sendo uma delas analisada pela primeira vez aqui, através do emprego de técnicas convencionais e moleculares. Os resultados obtidos reforçam a trajetória evolutiva diferenciada do gênero Lebiasina, ao mesmo tempo em que evidenciam as particularidades genômicas que acompanham a evolução de cada uma das espécies. Neste contexto, os componentes repetitivos do genoma tiveram um papel importante na caracterização particular de cada uma das espécies. Também, é notável que L. minuta e L. melanoguttata, duas espécies que ocorrem exclusivamente no território brasileiro, apresentam maior proximidade citogenética entre elas do que com a espécie irmã transandina, L. bimaculata.(AU)

Contributions to the taxonomy of Trachelyopterus (Siluriformes): comparative cytogenetic analysis in three species of Auchenipteridae

Auchenipteridae is divided into subfamilies Centromochlinae and Auchenipterinae. Parauchenipterus is included in the latter and is subject of taxonomic discussions concerning its validation or synonymization with Trachelyopterus. Herein, three species from two hydrographic basins were cytogenetically analyzed: Parauchenipterus striatulus from Doce River and two sympatric species, P. galeatus and Trachelyopterus coriaceus, from the Araguaia River. Diploid number of 58 chromosomes was verified for all species, but P. striatulus has different karyotype formula from the others. The three species have heterochromatin located in terminal regions of almost all chromosomes and in pericentromeric region on acrocentric chromosomes. Simple NORs was verified on a subtelocentric chromosome for all species. 5S rDNA sites were detected in three submetacentric chromosome pairs in P. striatulus; in a metacentric chromosome pair and submetacentric pair in T. coriaceus; and in one metacentric chromosome pair in P. galeatus. The similarities found in the karyotypes of the three species suggest the existence of only one genus, Trachelyopterus; therefore, our data refutes the validation of Parauchenipterus. Moreover, the differences in 5S rDNA distribution in P. galeatus in comparison with other populations already studied, indicate the existence of a new taxonomic unit, which suggests a species complex in P. galeatus.(AU)

Auchenipteridae é dividida nas subfamílias Centromochlinae e Auchenipterinae. Parauchenipterus encontra-se incluído na última e tem sido alvo de discussões relacionadas com a problemática taxonômica de validação ou sinonimização com Trachelyopterus. Foram analisadas citogeneticamente três espécies de duas bacias hidrográficas: Parauchenipterus striatulus do rio Doce, P. galeatus e Trachelyopterus coriaceus, simpátricas do rio Araguaia. Todas as espécies analisadas apresentaram número diploide de 58 cromossomos, com diferença na fórmula cariotípica de P. striatulus. A heterocromatina foi localizada nas regiões terminais de quase todos os cromossomos e na região pericentromérica nos cromossomos acrocêntricos das três espécies. AgNORs e DNAr 18S detectaram RONs simples em um par de cromossomos subtelocêntricos nas três espécies. DNAr 5S foi detectado em três pares de cromossomos submetacêntricos em P. striatulus; em um par de cromossomos metacêntricos e um par submetacêntrico em T. coriaceus; e em apenas um par de cromossomos metacêntricos em P. galeatus. As semelhanças encontradas nos cariótipos das três espécies analisadas indicam a existência de somente Trachelyopterus (não validação de Parauchenipterus) e a diferença encontrada na distribuição de DNAr 5S de P. galeatus em relação às outras populações já estudadas sugere a existência de uma nova unidade taxonômica, portanto P. galeatus compreende um complexo de espécies.(AU)

Contributions to the taxonomy of Trachelyopterus (Siluriformes): comparative cytogenetic analysis in three species of Auchenipteridae

Auchenipteridae is divided into subfamilies Centromochlinae and Auchenipterinae. Parauchenipterus is included in the latter and is subject of taxonomic discussions concerning its validation or synonymization with Trachelyopterus. Herein, three species from two hydrographic basins were cytogenetically analyzed: Parauchenipterus striatulus from Doce River and two sympatric species, P. galeatus and Trachelyopterus coriaceus, from the Araguaia River. Diploid number of 58 chromosomes was verified for all species, but P. striatulus has different karyotype formula from the others. The three species have heterochromatin located in terminal regions of almost all chromosomes and in pericentromeric region on acrocentric chromosomes. Simple NORs was verified on a subtelocentric chromosome for all species. 5S rDNA sites were detected in three submetacentric chromosome pairs in P. striatulus; in a metacentric chromosome pair and submetacentric pair in T. coriaceus; and in one metacentric chromosome pair in P. galeatus. The similarities found in the karyotypes of the three species suggest the existence of only one genus, Trachelyopterus; therefore, our data refutes the validation of Parauchenipterus. Moreover, the differences in 5S rDNA distribution in P. galeatus in comparison with other populations already studied, indicate the existence of a new taxonomic unit, which suggests a species complex in P. galeatus.(AU)

Auchenipteridae é dividida nas subfamílias Centromochlinae e Auchenipterinae. Parauchenipterus encontra-se incluído na última e tem sido alvo de discussões relacionadas com a problemática taxonômica de validação ou sinonimização com Trachelyopterus. Foram analisadas citogeneticamente três espécies de duas bacias hidrográficas: Parauchenipterus striatulus do rio Doce, P. galeatus e Trachelyopterus coriaceus, simpátricas do rio Araguaia. Todas as espécies analisadas apresentaram número diploide de 58 cromossomos, com diferença na fórmula cariotípica de P. striatulus. A heterocromatina foi localizada nas regiões terminais de quase todos os cromossomos e na região pericentromérica nos cromossomos acrocêntricos das três espécies. AgNORs e DNAr 18S detectaram RONs simples em um par de cromossomos subtelocêntricos nas três espécies. DNAr 5S foi detectado em três pares de cromossomos submetacêntricos em P. striatulus; em um par de cromossomos metacêntricos e um par submetacêntrico em T. coriaceus; e em apenas um par de cromossomos metacêntricos em P. galeatus. As semelhanças encontradas nos cariótipos das três espécies analisadas indicam a existência de somente Trachelyopterus (não validação de Parauchenipterus) e a diferença encontrada na distribuição de DNAr 5S de P. galeatus em relação às outras populações já estudadas sugere a existência de uma nova unidade taxonômica, portanto P. galeatus compreende um complexo de espécies.(AU)

Evidence of cytogenetic and histological damage in specimens of Astyanax lacustris (Pisces, Characidae) exposed to the hydrogen cyanide-based herbicide Dormex®

The herbicide Dormex®, a solution of hydrogen cyanamide, is a growth regulator capable of breaking the dormancy of fruit plants, and is commonly applied in agriculture. However, the biological effects of this product on non-target organisms are unknown. The present study investigated the biological response of Astyanax lacustris (Lütken, 1875) specimens exposed to Dormex® using a chromosome aberration test, the mitotic index, and the histological analysis of the gills. Forty specimens of Astyanax lacustris were obtained from a local breeding facility and divided into 10 groups (nine experimental and one control) with four fish in each aquarium (group). The control group was maintained for 24 hours in dechlorinated water while the experimental groups were allocated to one of nine different treatments, with three concentrations of Dormex®, 0.05, 0.1 and 0.5 mL L-1, and exposure for 24, 48 and 72 hours. The fish exposed to Dormex® presented chromosomal aberrations of a number of types, including chromosomal breaks, acentric fragments, decondensation, and gaps at the three Dormex® concentrations, at all exposure times. The mitotic index decreased significantly in comparison with the control group. The histological preparations of the gills revealed alterations such as hyperplasia, and lamellar fusion and edema, whereas in the control group the structure of the gills was preserved. The cytogenetic analysis revealed the genotoxic potential of the herbicide Dormex® and the morphological alterations of the gills demonstrated the sensitivity of the fish, which responded rapidly to the stressor. These findings reinforce the need for special care and restrictions on the use of these herbicides in agricultural areas located near aquatic environments.

Evidence of cytogenetic and histological damage in specimens of Astyanax lacustris (Pisces, Characidae) exposed to the hydrogen cyanide-based herbicide Dormex®

The herbicide Dormex®, a solution of hydrogen cyanamide, is a growth regulator capable of breaking the dormancy of fruit plants, and is commonly applied in agriculture. However, the biological effects of this product on non-target organisms are unknown. The present study investigated the biological response of Astyanax lacustris (Lütken, 1875) specimens exposed to Dormex® using a chromosome aberration test, the mitotic index, and the histological analysis of the gills. Forty specimens of Astyanax lacustris were obtained from a local breeding facility and divided into 10 groups (nine experimental and one control) with four fish in each aquarium (group). The control group was maintained for 24 hours in dechlorinated water while the experimental groups were allocated to one of nine different treatments, with three concentrations of Dormex®, 0.05, 0.1 and 0.5 mL L-1, and exposure for 24, 48 and 72 hours. The fish exposed to Dormex® presented chromosomal aberrations of a number of types, including chromosomal breaks, acentric fragments, decondensation, and gaps at the three Dormex® concentrations, at all exposure times. The mitotic index decreased significantly in comparison with the control group. The histological preparations of the gills revealed alterations such as hyperplasia, and lamellar fusion and edema, whereas in the control group the structure of the gills was preserved. The cytogenetic analysis revealed the genotoxic potential of the herbicide Dormex® and the morphological alterations of the gills demonstrated the sensitivity of the fish, which responded rapidly to the stressor. These findings reinforce the need for special care and restrictions on the use of these herbicides in agricultural areas located near aquatic environments.(AU)

Molecular cytogenetics insights in two pelagic big-game fishes in the Atlantic, the tarpon, Megalops atlanticus (Elopiformes: Megalopidae), and the sailfish, Istiophorus platypterus (Istiophoriformes: Istiophoridae)

Some pelagic and usually large sized fishes are preferential targets for sport and commercial fishing. Despite their economic importance, cytogenetic data on their evolutionary processes and management are very deficient, especially due to logistical difficulties. Here, information for two of such charismatic species, the tarpon, Megalops atlanticus (Elopiformes: Megalopidae), and the sailfish, Istiophorus platypterus (Istiophoriformes: Istiophoridae), both with a wide Atlantic distribution, were provided. Cytogenetic data were obtained using conventional methods (Giemsa staining, Ag-NORs technique, and C-banding), base-specific fluorochrome staining and fluorescence in situ hybridization (FISH) with rDNA probes. Megalops atlanticus has 2n = 50 chromosomes, all acrocentric ones (NF = 50), while Istiophorus platypterus has 2n = 48 chromosomes, 2m + 2st + 44a (NF = 52). Megalops atlanticus populations from the South Atlantic and Caribbean share identical karyotypic patterns, likely associated with gene flow between them. In turn, I. platypterus presents karyotype similarities with phylogenetically close groups, such as Carangidae. The chromosomal characteristics of these species highlight their independent evolutionary paths. Additionally, the current data contribute to knowledge of new aspects of pelagic fish fauna and will support further comparative studies with congeneric species, clarifying evolutionary karyotype trends of these fish groups.(AU)

Alguns peixes pelágicos de grande porte são alvos preferenciais para a pesca esportiva e comercial. Apesar de sua importância econômica, os dados citogenéticos sobre seus processos evolutivos e de manejo são muito deficientes, principalmente devido às dificuldades logísticas. Aqui são apresentadas informações cromossômicas de duas espécies carismáticas, o tarpão, Megalops atlanticus (Elopiformes: Megalopidae), e o agulhão-vela, Istiophorus platypterus (Istiophoriformes: Istiophoridae), ambos com ampla distribuição no oceano Atlântico. Os dados citogenéticos foram obtidos usando métodos convencionais (coloração em Giemsa, técnica de Ag-NORs e bandamento C), coloração com fluorocromos específicos e hibridização fluorescente in situ (FISH) com sondas DNAr. Megalops atlanticus possui 2n = 50 cromossomos, todos acrocêntricos (NF = 50), enquanto Istiophorus platypterus possui 2n = 48 cromossomos, 2m + 2st + 44a (NF = 52). Populações de M. atlanticus do Atlântico Sul e Caribe compartilham padrões cariotípicos idênticos, provavelmente associados ao fluxo gênico entre regiões. Por sua vez, I. platypterus apresenta semelhanças cariotípicas micro e macroestruturais com grupos filogeneticamente próximos, como Carangidae. As características cromossômicas destas espécies destacam seus caminhos evolutivos independentes. Adicionalmente, os dados apresentados contribuem com novos aspectos da fauna pelágica e apoiarão futuros estudos comparativos com espécies congenéricas, esclarecendo as tendências evolutivas do cariótipo destes grupos de peixes.(AU)

Molecular cytogenetics insights in two pelagic big-game fishes in the Atlantic, the tarpon, Megalops atlanticus (Elopiformes: Megalopidae), and the sailfish, Istiophorus platypterus (Istiophoriformes: Istiophoridae)

Some pelagic and usually large sized fishes are preferential targets for sport and commercial fishing. Despite their economic importance, cytogenetic data on their evolutionary processes and management are very deficient, especially due to logistical difficulties. Here, information for two of such charismatic species, the tarpon, Megalops atlanticus (Elopiformes: Megalopidae), and the sailfish, Istiophorus platypterus (Istiophoriformes: Istiophoridae), both with a wide Atlantic distribution, were provided. Cytogenetic data were obtained using conventional methods (Giemsa staining, Ag-NORs technique, and C-banding), base-specific fluorochrome staining and fluorescence in situ hybridization (FISH) with rDNA probes. Megalops atlanticus has 2n = 50 chromosomes, all acrocentric ones (NF = 50), while Istiophorus platypterus has 2n = 48 chromosomes, 2m + 2st + 44a (NF = 52). Megalops atlanticus populations from the South Atlantic and Caribbean share identical karyotypic patterns, likely associated with gene flow between them. In turn, I. platypterus presents karyotype similarities with phylogenetically close groups, such as Carangidae. The chromosomal characteristics of these species highlight their independent evolutionary paths. Additionally, the current data contribute to knowledge of new aspects of pelagic fish fauna and will support further comparative studies with congeneric species, clarifying evolutionary karyotype trends of these fish groups.(AU)

Alguns peixes pelágicos de grande porte são alvos preferenciais para a pesca esportiva e comercial. Apesar de sua importância econômica, os dados citogenéticos sobre seus processos evolutivos e de manejo são muito deficientes, principalmente devido às dificuldades logísticas. Aqui são apresentadas informações cromossômicas de duas espécies carismáticas, o tarpão, Megalops atlanticus (Elopiformes: Megalopidae), e o agulhão-vela, Istiophorus platypterus (Istiophoriformes: Istiophoridae), ambos com ampla distribuição no oceano Atlântico. Os dados citogenéticos foram obtidos usando métodos convencionais (coloração em Giemsa, técnica de Ag-NORs e bandamento C), coloração com fluorocromos específicos e hibridização fluorescente in situ (FISH) com sondas DNAr. Megalops atlanticus possui 2n = 50 cromossomos, todos acrocêntricos (NF = 50), enquanto Istiophorus platypterus possui 2n = 48 cromossomos, 2m + 2st + 44a (NF = 52). Populações de M. atlanticus do Atlântico Sul e Caribe compartilham padrões cariotípicos idênticos, provavelmente associados ao fluxo gênico entre regiões. Por sua vez, I. platypterus apresenta semelhanças cariotípicas micro e macroestruturais com grupos filogeneticamente próximos, como Carangidae. As características cromossômicas destas espécies destacam seus caminhos evolutivos independentes. Adicionalmente, os dados apresentados contribuem com novos aspectos da fauna pelágica e apoiarão futuros estudos comparativos com espécies congenéricas, esclarecendo as tendências evolutivas do cariótipo destes grupos de peixes.(AU)

Occurrence of euchromatic B chromosomes in natural populations of Moenkhausia bonita and M. forestii (Pisces: Characidae)

Moenkhausia is a highly specious genus among the Characidae, composed of 96 valid species. Only twelve species have a known karyotype. Thus, here are presented the first cytogenetic data of two allopatric populations of Moenkhausia bonita and one of M. forestii, both belonging to the upper Paraná River basin (PR) with discussion on the evolutionary and cytotaxonomic aspects of the genus. The two species presented 2n = 50 chromosomes but different karyotype formulas and occurrence of 1-2 B chromosomes. These elements are small metacentrics in M. bonita and small acrocentrics in M. forestii. In both species, B chromosomes were euchromatic. Ag-NOR sites were found in pair 3 (metacentric), coinciding with fluorescent in situ hybridization (FISH) by the 18S rDNA probe in both species. However, the species differed in terms of the number and position of 5S rDNA sites. Heterochromatic blocks, mapped in M. bonita showed the least amount of heterochromatin in the terminal and pericentromeric regions, while the M. forestii karyotype revealed a greater amount of interstitial heterochromatic blocks. The karyotype distinctions between the two species, including the morphology of B chromosomes, may contribute as a reference in the taxonomic studies in this group.(AU)

Moenkhausia é um gênero altamente especioso dentre os Characidae, composto por 96 espécies válidas, mas apenas doze espécies têm seus cariótipos conhecidos. Portanto, são apresentados aqui os primeiros dados citogenéticos de duas populações alopátricas de Moenkhausia bonita e uma de M. forestii, ambas pertencentes à bacia do alto rio Paraná (PR), com uma ampla discussão sobre os aspectos evolutivos e citotaxonômicos do gênero. As duas espécies apresentaram 2n = 50 cromossomos, mas diferentes fórmulas cariotípicas e ocorrência de 1-2 cromossomos B. Esses elementos são pequenos metacêntricos em M. bonita e acrocêntricos pequenos em M. forestii. Em ambas as espécies, os cromossomos B apresentaram-se eucromáticos. Sítios Ag-NOR foram encontrados no par 3 (metacêntrico), coincidindo com a hibridização fluorescente in situ (FISH) pela sonda 18S rDNA em ambas as espécies. No entanto, as espécies diferiram em termos de número e posição dos sítios de 5S rDNA. Blocos heterocromáticos mapeados em M. bonita revelaram pequena quantidade de heterocromatina nas regiões terminal e pericentromérica, enquanto o cariótipo de M. forestii revelou uma maior quantidade de blocos heterocromáticos intersticiais. As distinções cariotípicas entre as duas espécies, incluindo a morfologia dos cromossomos B, podem contribuir como uma referência em estudos taxonômicos neste grupo.(AU)

Occurrence of euchromatic B chromosomes in natural populations of Moenkhausia bonita and M. forestii (Pisces: Characidae)

Moenkhausia is a highly specious genus among the Characidae, composed of 96 valid species. Only twelve species have a known karyotype. Thus, here are presented the first cytogenetic data of two allopatric populations of Moenkhausia bonita and one of M. forestii, both belonging to the upper Paraná River basin (PR) with discussion on the evolutionary and cytotaxonomic aspects of the genus. The two species presented 2n = 50 chromosomes but different karyotype formulas and occurrence of 1-2 B chromosomes. These elements are small metacentrics in M. bonita and small acrocentrics in M. forestii. In both species, B chromosomes were euchromatic. Ag-NOR sites were found in pair 3 (metacentric), coinciding with fluorescent in situ hybridization (FISH) by the 18S rDNA probe in both species. However, the species differed in terms of the number and position of 5S rDNA sites. Heterochromatic blocks, mapped in M. bonita showed the least amount of heterochromatin in the terminal and pericentromeric regions, while the M. forestii karyotype revealed a greater amount of interstitial heterochromatic blocks. The karyotype distinctions between the two species, including the morphology of B chromosomes, may contribute as a reference in the taxonomic studies in this group.(AU)

Moenkhausia é um gênero altamente especioso dentre os Characidae, composto por 96 espécies válidas, mas apenas doze espécies têm seus cariótipos conhecidos. Portanto, são apresentados aqui os primeiros dados citogenéticos de duas populações alopátricas de Moenkhausia bonita e uma de M. forestii, ambas pertencentes à bacia do alto rio Paraná (PR), com uma ampla discussão sobre os aspectos evolutivos e citotaxonômicos do gênero. As duas espécies apresentaram 2n = 50 cromossomos, mas diferentes fórmulas cariotípicas e ocorrência de 1-2 cromossomos B. Esses elementos são pequenos metacêntricos em M. bonita e acrocêntricos pequenos em M. forestii. Em ambas as espécies, os cromossomos B apresentaram-se eucromáticos. Sítios Ag-NOR foram encontrados no par 3 (metacêntrico), coincidindo com a hibridização fluorescente in situ (FISH) pela sonda 18S rDNA em ambas as espécies. No entanto, as espécies diferiram em termos de número e posição dos sítios de 5S rDNA. Blocos heterocromáticos mapeados em M. bonita revelaram pequena quantidade de heterocromatina nas regiões terminal e pericentromérica, enquanto o cariótipo de M. forestii revelou uma maior quantidade de blocos heterocromáticos intersticiais. As distinções cariotípicas entre as duas espécies, incluindo a morfologia dos cromossomos B, podem contribuir como uma referência em estudos taxonômicos neste grupo.(AU)

Chromosome analysis in Saccodon wagneri (Characiformes) and insights into the karyotype evolution of Parodontidae

Parodontidae is a relatively small group of Neotropical characiform fishes consisting of three genera (Apareiodon, Parodon, and Saccodon) with 32 valid species. A vast cytogenetic literature is available on Apareiodon and Parodon, but to date, there is no cytogenetic data about Saccodon, a genus that contains only three species with a trans-Andean distribution. In the present study the karyotype of S. wagneri was described, based on both conventional (Giemsa staining, Ag-NOR, C-bands) and molecular (repetitive DNA mapping by fluorescent in situ hybridization) methods. A diploid chromosome number of 2n = 54 was observed in both sexes, and the presence of heteromorphic sex chromosomes of the ZZ/ZW type was detected. The W chromosome has a terminal heterochromatin band that occupies approximately half of the long arm, being this band approximately half the size of the Z chromosome. The FISH assay showed a synteny of the 18S-rDNA and 5S-rDNA genes in the chromosome pair 14, and the absence of interstitial telomeric sites. Our data reinforce the hypothesis of a conservative karyotype structure in Parodontidae and suggest an ancient origin of the sex chromosomes in the fishes of this family.(AU)

Parodontidae é um grupo relativamente pequeno de peixes caraciformes neotropicais que consiste em três gêneros (Apareiodon, Parodon e Saccodon) com 32 espécies válidas. Uma vasta literatura citogenética está disponível sobre Apareiodon e Parodon, mas até o momento não há dados citogenéticos sobre Saccodon, um gênero que contém apenas três espécies com distribuição transandina. No presente estudo foi descrito o cariótipo de S. wagneri, baseado em métodos convencionais (coloração de Giemsa, Ag-NOR, bandas C) e moleculares (mapeamento de DNA repetitivo por hibridização fluorescente in situ). Um número cromossômico diplóide de 2n = 54 foi observado, e a presença de cromossomos sexuais heteromórficos do tipo ZZ/ZW foi revelada. O cromossomo W possui uma banda terminal heterocromática que ocupa aproximadamente metade do braço longo, sendo esta banda aproximadamente a metade do tamanho do cromossomo Z. O ensaio FISH mostrou uma sintenia dos genes 18S-rDNA e 5S-rDNA no par de cromossomos 14, e a ausência de sítios teloméricos intersticiais. Nossos dados reforçam a hipótese de uma estrutura cariotípica conservadora em Parodontidae e sugerem uma origem ancestral dos cromossomos sexuais nos peixes desta família.(AU)

Chromosome analysis in Saccodon wagneri (Characiformes) and insights into the karyotype evolution of Parodontidae

Parodontidae is a relatively small group of Neotropical characiform fishes consisting of three genera (Apareiodon, Parodon, and Saccodon) with 32 valid species. A vast cytogenetic literature is available on Apareiodon and Parodon, but to date, there is no cytogenetic data about Saccodon, a genus that contains only three species with a trans-Andean distribution. In the present study the karyotype of S. wagneri was described, based on both conventional (Giemsa staining, Ag-NOR, C-bands) and molecular (repetitive DNA mapping by fluorescent in situ hybridization) methods. A diploid chromosome number of 2n = 54 was observed in both sexes, and the presence of heteromorphic sex chromosomes of the ZZ/ZW type was detected. The W chromosome has a terminal heterochromatin band that occupies approximately half of the long arm, being this band approximately half the size of the Z chromosome. The FISH assay showed a synteny of the 18S-rDNA and 5S-rDNA genes in the chromosome pair 14, and the absence of interstitial telomeric sites. Our data reinforce the hypothesis of a conservative karyotype structure in Parodontidae and suggest an ancient origin of the sex chromosomes in the fishes of this family.(AU)

Parodontidae é um grupo relativamente pequeno de peixes caraciformes neotropicais que consiste em três gêneros (Apareiodon, Parodon e Saccodon) com 32 espécies válidas. Uma vasta literatura citogenética está disponível sobre Apareiodon e Parodon, mas até o momento não há dados citogenéticos sobre Saccodon, um gênero que contém apenas três espécies com distribuição transandina. No presente estudo foi descrito o cariótipo de S. wagneri, baseado em métodos convencionais (coloração de Giemsa, Ag-NOR, bandas C) e moleculares (mapeamento de DNA repetitivo por hibridização fluorescente in situ). Um número cromossômico diplóide de 2n = 54 foi observado, e a presença de cromossomos sexuais heteromórficos do tipo ZZ/ZW foi revelada. O cromossomo W possui uma banda terminal heterocromática que ocupa aproximadamente metade do braço longo, sendo esta banda aproximadamente a metade do tamanho do cromossomo Z. O ensaio FISH mostrou uma sintenia dos genes 18S-rDNA e 5S-rDNA no par de cromossomos 14, e a ausência de sítios teloméricos intersticiais. Nossos dados reforçam a hipótese de uma estrutura cariotípica conservadora em Parodontidae e sugerem uma origem ancestral dos cromossomos sexuais nos peixes desta família.(AU)

Molecular analysis reveals high diversity in the Hoplias malabaricus (Characiformes, Erythrinidae) species complex from different Amazonian localities

ABSTRACT DNA barcoding proposes that a fragment of DNA can be used to identify species. In fish, a fragment of cytochrome oxidase subunit I (COI) has been effective in many studies with different foci. Here we use this molecular tool to provide new insights into the cryptic diversity found in the Hoplias malabaricus species complex. Popularly known as trahira, H. malabaricus is widely distributed in South America. The clade shows molecular and cytogenetic diversity, and several studies have supported the occurrence of a complex of species. We performed molecular and karyotypic analysis of H. malabaricus individuals from eight Amazonian localities to assess the diversity present in the nominal taxon, and to clarify relationships within this group. We used 12 samples in cytogenetic analyses and found two karyomorphs: 2n = 40 (20m + 20sm) (karyomorph C) and 2n = 42 (22m + 20sm) (karyomorph A). We used 19 samples in molecular analyses with COI as a molecular marker, maximum likelihood analyses, and the Kimura-2-parameter evolutionary model with bootstrap support. We found karyomorph-related differentiation with bootstrap of 100%. However, we found high molecular diversity within karyomorph C. The observed pattern allowed us to infer the presence of cryptic diversity, reinforcing the existence of a species complex.

RESUMO O DNA barcoding propõe que um fragmento de DNA possa servir para identificar espécies. Em peixes, um fragmento do gene COI tem se mostrado eficaz em muitos estudos com focos diferentes. Nós usamos essa ferramenta molecular para fornecer novas informações sobre a diversidade críptica encontrada no complexo de espécies Hoplias malabaricus. Popularmente conhecida como traíra, H. malabaricus tem uma ampla distribuição na América do Sul. Esse clado mostra diversidade molecular e citogenética, e vários estudos dão suporte à ocorrência de um complexo de espécies. Realizamos análises molecular e cariotípica em indivíduos de H. malabaricus de oito localidades amazônicas, para acessar a diversidade no taxon nominal e elucidar as relações nesse grupo. Usamos 12 amostras em análises citogenéticas e encontramos dois cariomorfos: 2n = 40 (20m + 20sm) (cariomorfo C) e 2n = 42 (22m + 20sm) (cariomorfo A). Usamos 19 amostras em análise molecular, utilizando COI como marcador molecular, análises de máxima verossimilhança e o modelo evolutivo de Kimura-2-parâmetros com estimativa de bootstrap. Encontramos diferenciação relacionada aos cariomorfos com bootstrap de 100%. No entanto, encontramos alta diversidade molecular no cariomorfo C. O padrão observado nos permitiu inferir a presença de diversidade oculta, reforçando a existência de um complexo de espécies.

DNA barcoding unveils cryptic lineages of Hoplias malabaricus from northeastern Brazil / DNA barcoding revela linhagens crípticas de Hoplias malabaricus no nordeste do Brasil

The trahira or wolf fish - Hoplias malabaricus- is a valid species, although recent cytogenetic and molecular studies have indicated the existence of a species complex. In this context, the present study analyzed the mitochondrial COI marker to determine the levels of genetic diversity of specimens from the Brazilian state of Maranhão, and verify the occurrence of distinct lineages within the study area. Samples were collected from the basins of the Turiaçu, Pindaré, Mearim, Itapecuru, and Parnaíba rivers. A 630-bp fragment was obtained from 211 specimens, with 484 conserved and 108 variable sites, and 60 haplotypes (Hd = 0,947; = 0,033). The phylogenetic analyses indicated the existence of three distinct lineages of H. malabaricus from Maranhão. Genetic distances of 1.5-8.2% were found between all the populations analyzed, while the variation between haplogroups ranged from 2.1% to 7.7%. The AMOVA indicated that most of the molecular variation was found among groups, with high FST values. The high levels of genetic variability found in the present study are supported by the available cytogenetic data. These findings reinforce the need for the development of effective programs of conservation and management independently for each river basin, in order to preserve the genetic variability found in this taxon.(AU)

A traíra - Hoplias malabaricus- é uma espécie válida, embora recentes estudos citogenéticos e moleculares tenham indicado a existência de um complexo de espécies. Neste contexto, o presente estudo analisou o marcador mitocondrial COI para determinar os níveis de diversidade genética dos espécimes do estado do Maranhão e verificar a ocorrência de linhagens distintas dentro da área de estudo. As amostras foram coletadas nas bacias dos rios Turiaçu, Pindaré, Mearim, Itapecuru e Parnaíba. As análises filogenéticas indicaram a existência de três linhagens distintas nas populações do Maranhão. Obteve-se um fragmento de 630 pb de 211 espécimes, com 484 sítios conservados, 108 variáveis e 60 haplótipos (Hd = 0,947; = 0,033). As análises filogenéticas indicaram a ocorrência de três linhagens distintas de H. malabaricus do Maranhão. Distâncias genéticas de 1.5 a 8.2% foram encontradas entre todas as populações analisadas, enquanto a variação entre os haplogrupos variou de 2.1% a 7.7%. A AMOVA indicou que a maior variação molecular foi entre os grupos, com altos valores de FST. Os altos níveis de variabilidade genética encontrados no presente estudo são suportados pelos dados citogenéticos disponíveis. Essas descobertas reforçam a necessidade de desenvolver programas de conservação e manejo independentemente para cada bacia hidrográfica, a fim de preservar a variabilidade genética encontrada neste táxon.(AU)

Molecular analysis reveals high diversity in the Hoplias malabaricus (Characiformes, Erythrinidae) species complex from different Amazonian localities / Análise molecular revela alta diversidade no complexo de espécies Hoplias malabaricus (Characiformes, Erythrinidae) de diferentes localidades amazônicas

DNA barcoding proposes that a fragment of DNA can be used to identify species. In fish, a fragment of cytochrome oxidase subunit I (COI) has been effective in many studies with different foci. Here we use this molecular tool to provide new insights into the cryptic diversity found in the Hoplias malabaricus species complex. Popularly known as trahira, H. malabaricus is widely distributed in South America. The clade shows molecular and cytogenetic diversity, and several studies have supported the occurrence of a complex of species. We performed molecular and karyotypic analysis of H. malabaricus individuals from eight Amazonian localities to assess the diversity present in the nominal taxon, and to clarify relationships within this group. We used 12 samples in cytogenetic analyses and found two karyomorphs: 2n = 40 (20m + 20sm) (karyomorph C) and 2n = 42 (22m + 20sm) (karyomorph A). We used 19 samples in molecular analyses with COI as a molecular marker, maximum likelihood analyses, and the Kimura-2-parameter evolutionary model with bootstrap support. We found karyomorph-related differentiation with bootstrap of 100%. However, we found high molecular diversity within karyomorph C. The observed pattern allowed us to infer the presence of cryptic diversity, reinforcing the existence of a species complex.(AU)

O DNA barcoding propõe que um fragmento de DNA possa servir para identificar espécies. Em peixes, um fragmento do gene COI tem se mostrado eficaz em muitos estudos com focos diferentes. Nós usamos essa ferramenta molecular para fornecer novas informações sobre a diversidade críptica encontrada no complexo de espécies Hoplias malabaricus. Popularmente conhecida como traíra, H. malabaricus tem uma ampla distribuição na América do Sul. Esse clado mostra diversidade molecular e citogenética, e vários estudos dão suporte à ocorrência de um complexo de espécies. Realizamos análises molecular e cariotípica em indivíduos de H. malabaricus de oito localidades amazônicas, para acessar a diversidade no taxon nominal e elucidar as relações nesse grupo. Usamos 12 amostras em análises citogenéticas e encontramos dois cariomorfos: 2n = 40 (20m + 20sm) (cariomorfo C) e 2n = 42 (22m + 20sm) (cariomorfo A). Usamos 19 amostras em análise molecular, utilizando COI como marcador molecular, análises de máxima verossimilhança e o modelo evolutivo de Kimura-2-parâmetros com estimativa de bootstrap. Encontramos diferenciação relacionada aos cariomorfos com bootstrap de 100%. No entanto, encontramos alta diversidade molecular no cariomorfo C. O padrão observado nos permitiu inferir a presença de diversidade oculta, reforçando a existência de um complexo de espécies.(AU)

Cytomolecular investigations using repetitive DNA probes contribute to the identification and characterization of Characidium sp. aff. C. vidali (Teleostei: Characiformes)

Characidium sp. aff. C. vidali is a species found in coastal streams in southeastern Brazil, which has karyotypic explanatory elements as the occurrence of microstructural variations, keeping the chromosomal macrostructure of the genus. The objective of this study was to apply cytomolecular tools in the chromosomes of Characidium sp. aff. C. vidali to identify characteristics in their karyotype contributing to cytogenetic definition of this species, adding information about the evolution of the chromosomal structure of the group. The species showed 2n = 50 chromosomes and from 1 to 4 additional B microchromosomes. FISH technique showed histone H3 and H4 genes in the short arm of pair 10, and microsatellites (CA)15, (CG)15, (GA)15 and (TTA)10 clustered in the subtelomeric portions of all A chromosomes, with total accumulation by supernumerary. The telomeric probe marked terminal regions of all chromosomes, in addition to the interstitial portion of four pairs, called ITS sites, with these markings being duplicated in two pairs, hence the double-ITS classification. C-banding revealed that supernumerary chromosomes are completely heterochromatic, that ITS sites are C-banding positive, but double-ITS sites are C-banding negative. So, throughout the evolution to Characidium, genomic events are occurring and restructuring chromosomes in populations.(AU)

Characidium sp. aff. C. vidali é uma espécie encontrada em riachos costeiros do sudeste do Brasil, que apresenta elementos cariotípicos elucidativos quanto à ocorrência de variações microestruturais, conservando a macroestrutura cromossômica do gênero. O objetivo deste estudo foi aplicar ferramentas citomoleculares para identificar características no cariótipo de Characidium sp. aff. C. vidali, que contribuam para a definição citogenética desta espécie, agregando informações quanto à evolução da estruturação cromossômica do grupo. A espécie apresentou 2n = 50 cromossomos, além de 1 a 4 microcromossomos B por célula. A FISH mostrou os genes de histona H3 e H4 sintênicos no braço curto do par 10, e os microssatélites (CA)15, (CG)15, (GA)15 e (TTA)10 clusterizados nas porções subteloméricas de todos os cromossomos do complemento A, com grande acúmulo nos supranumerários. A sonda telomérica identificou marcações terminais em todos os cromossomos, além de quatro pares marcados intersticialmente, chamados de sítios ITS, e dois pares com duas marcações intersticiais, chamados de double-ITS. O bandamento C revelou que os cromossomos supranumerários são completamente heterocromáticos, que os sítios ITS são banda C positivos, mas os sítios double-ITS são banda C negativos. Então, ao longo da evolução de Characidium, eventos genômicos estão ocorrendo e reestruturando cromossomos nas populações.(AU)

Cytomolecular investigations using repetitive DNA probes contribute to the identification and characterization of Characidium sp. aff. C. vidali (Teleostei: Characiformes)

Characidium sp. aff. C. vidali is a species found in coastal streams in southeastern Brazil, which has karyotypic explanatory elements as the occurrence of microstructural variations, keeping the chromosomal macrostructure of the genus. The objective of this study was to apply cytomolecular tools in the chromosomes of Characidium sp. aff. C. vidali to identify characteristics in their karyotype contributing to cytogenetic definition of this species, adding information about the evolution of the chromosomal structure of the group. The species showed 2n = 50 chromosomes and from 1 to 4 additional B microchromosomes. FISH technique showed histone H3 and H4 genes in the short arm of pair 10, and microsatellites (CA)15, (CG)15, (GA)15 and (TTA)10 clustered in the subtelomeric portions of all A chromosomes, with total accumulation by supernumerary. The telomeric probe marked terminal regions of all chromosomes, in addition to the interstitial portion of four pairs, called ITS sites, with these markings being duplicated in two pairs, hence the double-ITS classification. C-banding revealed that supernumerary chromosomes are completely heterochromatic, that ITS sites are C-banding positive, but double-ITS sites are C-banding negative. So, throughout the evolution to Characidium, genomic events are occurring and restructuring chromosomes in populations.(AU)

Characidium sp. aff. C. vidali é uma espécie encontrada em riachos costeiros do sudeste do Brasil, que apresenta elementos cariotípicos elucidativos quanto à ocorrência de variações microestruturais, conservando a macroestrutura cromossômica do gênero. O objetivo deste estudo foi aplicar ferramentas citomoleculares para identificar características no cariótipo de Characidium sp. aff. C. vidali, que contribuam para a definição citogenética desta espécie, agregando informações quanto à evolução da estruturação cromossômica do grupo. A espécie apresentou 2n = 50 cromossomos, além de 1 a 4 microcromossomos B por célula. A FISH mostrou os genes de histona H3 e H4 sintênicos no braço curto do par 10, e os microssatélites (CA)15, (CG)15, (GA)15 e (TTA)10 clusterizados nas porções subteloméricas de todos os cromossomos do complemento A, com grande acúmulo nos supranumerários. A sonda telomérica identificou marcações terminais em todos os cromossomos, além de quatro pares marcados intersticialmente, chamados de sítios ITS, e dois pares com duas marcações intersticiais, chamados de double-ITS. O bandamento C revelou que os cromossomos supranumerários são completamente heterocromáticos, que os sítios ITS são banda C positivos, mas os sítios double-ITS são banda C negativos. Então, ao longo da evolução de Characidium, eventos genômicos estão ocorrendo e reestruturando cromossomos nas populações.(AU)

Cytogenetic mapping of the ALMT (aluminum-activated malate transporter) gene in wheat genotypes

Presence of the ALMT1 (aluminum-activated malate transporter) gene confers resistance to aluminum toxicity in Triticum aestivum (common wheat). No resistant cultivars of Triticum turgidum ssp. Durum Desf. (durum wheat) have been registered in Brazil. The aim of this study was to map the ALMT1 through application of the FISH (fluorescence in situ hybridization) technique in five wheat genotypes, common and durum, from the Active Germplasm Bank (AGB) of the Instituto Agronômico (IAC): BH 1146, P19, P33, Anahuac, and IAC 1003. FISH-ALMT1 signals were registered in Anahuac (sensitive) chromosomes and in BH 1146, P19, and P33 (resistant) chromosomes. In the three resistant genotypes, a characteristic double FISH signal was found, located in different chromosomes of the complements: in BH 1146 in chromosome 5D, in P19 in 3B, and in P33 in 6B. This FISH - ALMT1 mapping allows for introgression of aluminum resistance in sensitive cultivars through breeding programs using introgression lines containing these carrier chromosomes.

Cytogenetic mapping of the ALMT (aluminum-activated malate transporter) gene in wheat genotypes

Presence of the ALMT1 (aluminum-activated malate transporter) gene confers resistance to aluminum toxicity in Triticum aestivum (common wheat). No resistant cultivars of Triticum turgidum ssp. Durum Desf. (durum wheat) have been registered in Brazil. The aim of this study was to map the ALMT1 through application of the FISH (fluorescence in situ hybridization) technique in five wheat genotypes, common and durum, from the Active Germplasm Bank (AGB) of the Instituto Agronômico (IAC): BH 1146, P19, P33, Anahuac, and IAC 1003. FISH-ALMT1 signals were registered in Anahuac (sensitive) chromosomes and in BH 1146, P19, and P33 (resistant) chromosomes. In the three resistant genotypes, a characteristic double FISH signal was found, located in different chromosomes of the complements: in BH 1146 in chromosome 5D, in P19 in 3B, and in P33 in 6B. This FISH - ALMT1 mapping allows for introgression of aluminum resistance in sensitive cultivars through breeding programs using introgression lines containing these carrier chromosomes.(AU)